玩泡泡 有门道

文|段玉佩

玩泡泡 有门道

文|段玉佩

数学家为它想破头，物理学家因它争不休，化学家还没琢磨透——是什么让科学家们这么为难？答案就是泡泡！没错，就是我们都玩过的、用吸管蘸一些肥皂水就能吹出来的泡泡。对小朋友来说，泡泡是玩具，其实对科学家来说，泡泡是更大的玩具。别小看这简单的泡泡，里面蕴含着丰富的科学知识呢！一起动手玩泡泡前，我们不妨先来了解一下它！

泡泡的大小算百年

泡泡怎么吹？这个问题太简单了！把洗涤灵加入水中，拌匀，拿一个吸管，蘸一些混合好的液体，用嘴轻轻一吹，就吹出泡泡了。那你想过为什么需要向水中加入洗涤灵或肥皂水吗？查看一下包装信息，你会注意到在配料表一栏写着“表面活性剂”，这就是能吹出泡泡的秘密。

表面活性剂是由一种长得像豆芽的分子组成的物质。“豆芽”分子的大头和水的关系特好，遇到水就抱住不放，而豆芽的尾巴却讨厌水，希望离水越远越好。当表面活性剂的“豆芽”分子遇到水之后，“豆芽”的头部就齐整整地排列在水面上了，尾巴则翘起来远离水。当你用吸管蘸了溶液开始吹时，空气把水吹开了，“豆芽”分子迅速重新分布，在薄薄的水层上、下表面分列成两层，把水夹在中间，形成薄薄的一层膜，两边均是表面活性剂分子，就像一个“三明治”般，两边的“豆芽”分子手拉着手围着中间的水层，呈现出很好的韧性和延展性，中间的水膜为了保障自己的稳定，把总面积缩为最小，就形成了泡泡。

泡泡为什么一定要形成球形，而不能是方形或别的形状呢？数学家在1884年解答了这个问题，因为同样的体积，球体的表面积最小。但如果你再吹一个泡泡，将它与之前的那个泡泡贴在一起，变形之后的两个泡泡仍能保持“表面积和体积比最小”这个结论吗？这一次，数学家则花了116年，才真正证明了上面的结论——你随便吹出的两个泡泡，就够数学家头疼一百多年。

搭一座泡泡塔

泡泡的斑斓为哪般

你仔细观察过自己吹的泡泡吗？如果观察仔细些，你会发现，并不一定每个泡泡都是五彩缤纷的，有的泡泡表面灰暗，这是怎么回事？是光照的原因吗？我们可以试一试在不同的光源条件下观察泡泡——白炽灯下、节能灯下、阳光下。但泡泡总是有的时候彩色，有的时候灰暗，看来，光源的类别对泡泡表面的颜色影响不大。是调配泡泡的洗涤灵或肥皂水不同吗？你仍可以做实验来验证，但结果一样会告诉你，这和泡泡的配料也无关。那到底是什么夺走了这些泡泡的斑斓？

原来，当光线进入泡泡的上层水面时，一部分会被反射，另一部分会继续射到下面的水层，并在这层再次反射。先后两次反射的光线“前后脚出发，并排向前走”，有的时候碰在一起，彼此平息，颜色就暗淡；有的时候撞到一块，前簇后拥，反而更加热闹，颜色就愈加斑斓。那么，究竟什么时候会碰到呢？这取决于泡泡的膜层厚度。如果泡泡膜层的薄厚程度刚好能让射入的光线发生恰到好处的干涉，那就会出现斑斓。读者朋友在中学的物理课上，会学到这个“相长干涉”的知识。

表面的彩纹源于光的干涉

怎样让泡泡保持的时间更久

保持时间的秘诀，是让泡泡周围的环境尽量湿润。如果你想让泡泡停在你的书桌上，那最好先把书桌弄湿，否则干燥的桌面一接触泡泡，就会将水分吸走，把泡泡弄破。可能你已经发现了，当泡泡停留在塑料、雨衣、橡胶手套这些防水材料上时，能够保持更长的时间，甚至你还可以用这些材料来把泡泡当乒乓球颠。这是因为，这些材料都具有疏水性，水不喜欢它们，喜欢躲它们远远的，所以泡泡一遇到它们，就弹开了。玩累的时候，你也可以给泡泡找一个最安全的地方——水面，泡泡在那里，能保持的时间最长。

怎样让泡泡更结实

如果想让泡泡不那么容易破，可以加入一些甘油或白糖，这些物质能够让泡泡更具韧性。你吹过的最大的泡泡有多大？听科学家说，泡泡最高能吹4米，宽度呢？没有最宽，只有更宽。你要不要挑战一下呢？

怎样搭建泡泡塔

泡泡挤在一起时，接触面会紧贴在一起，你发现两个泡泡之间的面会向哪个方向凸起呢？有没有观察过？当小泡泡和大泡泡接触后，凸起会朝着大泡泡那方，两个大小一样的泡泡遇到一起，中间层会不偏不倚。三个势均力敌的泡泡在一起呢？接触面形成的角度恰好都是120°。那么更多的泡泡放一块又会怎样？不如动手试试看吧！

怎样吹出多层泡泡

有的泡泡高手可以吹出多层的泡泡，一个大泡泡中套着一个中泡泡，中泡泡中还有小泡泡。这是怎么做到的呢？你可以先吹一个大泡泡，然后小心地将吸管抽出来，重新蘸一下洗涤灵和水的混合液，再小心地将吸管插入大泡泡，轻轻地吹，一个新泡泡就在大泡泡中诞生了。以此类推，就能吹出更多层的泡泡了。你最多能吹几层呢，比比看吧！

怎么样，泡泡的学问可不小吧！瑞士的简·泰勒教授曾研究指出：“经常玩泡泡、研究泡泡的孩子，他们的大脑皮层上控制运动的区域发展得会更好，在运动技能上会有更好的表现。”看来，我们可以跟家长说明后，正大光明地去玩泡泡啦！

挤在一起的泡泡们